2024 年全年新能源乘用车电驱搭载量预测 1150 万套，三合一及多合一电运转系统搭载量有望达到 850 万套，1~10 月份新能源汽车销量 975 万辆，其中多合一的搭载比例杰出了 20%，主要利用于 A 级车。三合一或多合一集成的电驱系统迟缓成为商场的主流技能道路。

2024 年 11 月 27 日，在第五届汽车电运转及关键技能大会上，合众汽车能源总成总工程师刘平宙以为，从糜掷者购买电动汽车的痛点和和整车拓荒需求动身，结合系统关键属性，零部件技能朝着集成化、平台化、模块化、低本钱等地点发展。从刻下行业痛难点来看，搭载于新能源汽车电驱关键技能需要突破低本钱、小体积、高遵守、长续航、高可靠、长命命、高散逸、低杂音、高安全、高智能等十大技能目的。同期，电驱技能发展趋势大体可分为三代，第一代为分心情，第二代为三合一，渐渐走向第三代，即多合一深度集成。

刘平宙 | 合众汽车能源总成总工程师

以下为演讲内容整理：

电驱系统发展趋势

连年来，跟着新能源汽车在商场浸透率的赓续攀升，电驱系统集成化家具的利用日益普通，尤其是"三合一"电驱系统，已占据商场的主导地位。与此同期，跟着"多合一"技能的握住熟谙与普通利用，其商场占有率也显赫提高。据统计，本年 1 至 6 月，该类型家具在通盘商场的占比已达到 20%，推测跟着商场实施的深化，至 10 月其商场占有率可能达到 30% 致使更高。

在新能源汽车的运营历程中，糜掷群体或末端用户对家具有着一系列要点眷注的问题，咱们将其归纳为七大痛点与八大需求。基于这些响应，咱们界说了一系列关键属性，并据此对技能发展地点的关系问题进行了梳理与归纳。

由于整车空间有限，且中间件振作，对电驱系统的体积提议了极为无情的要求。系统遵守的提高也成为了行业内的焦点话题，单电机遵守高达 98% 的案例虽令东说念主介意，但评估时需全面研究，因为对于整车而言，整套电驱系统的遵守才是决定其续航里程与性能优劣的关键身分。此外，高可靠性、散逸性、低噪声以及智能化等目的，在家具的发展历程中相似受到了行业内的高度眷注。

图源：演讲嘉宾素材

通盘家具的发展趋势履历了从传统分心情对付模式向三合一技能的演进，并进一步向异日的多合一技能迈进。面前，咱们公司正计齐整款十三合一的家具，该家具已完成举座联想，行将进入样机坐褥与制作阶段。

在整车制造历程中，咱们对能源域和底盘域进行了深化探索，并与宁德期间联结拓荒了滑板底盘。该底盘在行业内推出较早，并已得胜结束量产，面前已在猎装版车型上批量安装。滑板底盘所集成的功能十分皆全，咱们冲突了传统单干模式，不再是由不同企业分辨负责底盘、电板和电驱系统的拓荒，而是由一家公司完成通盘集成使命，通盘拓荒历程需要整合不同的资源进行配合。

不雅察电驱系统的行业发展趋势，咱们不错发现能源模式正呈现出集会式和中央散布式并存的步地，轮毂电机成为 Tier1 和整车厂议论的紧迫地点。

运转桥更多利用于商用车领域，而由于乘用车空间截止，其实用性相对有限。我在 2013 年与整车厂和谐拓荒的一款轮边运转桥家具，那时已得胜结束批量坐褥，并出口知友意思国商场。该家具质能不凡，但缺憾的是，由于电子差速联想上的不及，导致了严重的轮胎磨损问题。此外，针对充电惊愕问题，行业内推出了 800V 碳化硅家具的界说。800V 系管辖来了诸多上风，但同期也伴跟着一些挑战。跟着 800V 系统的普及，当今也仍是有 900V 系统问世，那么异日的发展地点又将如何？我以为，1200V 系统值得咱们去探索。

在电驱系统中，咱们界说了几个关键零部件，它们与能源性能概述关系，有运转电机、延缓器以及章程器。这三者不成或缺，且在集成化趋势中，它们必须被整合在通盘。至于其他组件如 OBCD、CDC、PDU、BMS 等是否集成，则取决于各家的技能计谋，相似，热管制系统的集成与否也需把柄具体情况而定。

运转电机技能发展分析

就运转电机的发展近况而言，扁形电机已成为主流聘用，圆形电机或将渐渐退出商场。扁线电机在技能熟谙度与产能方面均已达到较高水平。在冷却形状上，刻下利用最普通的是水冷技能。然而，跟着对遵守与体积要求的握住提高，油冷电机正渐渐取代水冷电机，成为新的趋势，同期相变冷却技能也备受眷注。

转速方面，刻下趋势是朝着 35000 转的高转速发展，高转速技能的提高带来了诸多上风。是否必须追求 35000 转，或是 30000 转、27000 转，乃至 25000 转以上的电机，则取决于各家企业的技能道路与计谋聘用。每家企业会把柄自己的技能特色与商场需求，作念出最适合我方的技能决策。

集成化方面，发展趋势无疑是朝着多合一的地点迈进。不管是增程系统如故纯电系统，都呈现出显赫的集成化特征。增程系统中，发电机 GCU 与发动机的集成已较为深广，异日跟着技能的进一步发展，可能会将运转电机、延缓器以及 MCU 等关键部件进行集成，形成世界一致使七合一的高度集成模式。

扁线电机之是以能够获取行业内普通的高度认同，与整车的严苛要求概述连络。若是整车未设定如斯高模范，投诚在电运转技能领域，行业内大要不会呈现出如斯浓烈的竞争态势。恰是由于整车制造商的高模范带动了通盘行业的共同杰出，各方均在尽力激动技能革命。在原有技能基础上，迭代的速过活益加速。

扁线电机的绕组神情，不管是 Hair-pin 如故 I-pin，均属于技能相对熟谙的类型。然而，跟着对体积、分量、本钱及遵守要求的赓续提高，行业内对绕组方面也进行了诸多改进。举例 X-pin 绕组神情的出现，恰是针对行业痛点所提议的一个革命办法，并赶快在行业内获取了普通认同。

X-pin 绕组神情天然放置了直线段，但也随之带来了一些挑战，如在焊合工艺、振动章程以及可靠性方面可能存在的问题。比较之下，Hair-pin 绕组神情的直线段相对较短。面前，频繁的 Hair-pin 绕组出线端直线段长度约为 8 毫米。通过技能改进，不错将这一直线段长度进一步镌汰，致使减至 2 毫米。这种改进能够确保通盘机械性能及严苛性达到与普通 Hair-pin 相当的水平。

W-pin 这一家具领先由雷米电机在发电机领域利用并发展至相对熟谙阶段。跟着技能的赓续杰出与工艺的迭代探索，其利用范围渐渐拓展至运转电机场景。W-pin 对坐褥拓荒的要求极高，因此家具议论必须严谨周全，以幸免因家具变更而导致整条坐褥线需再行蜕变的情况，此类坐褥线的本钱时常高达近亿元。

W-pin 在彭胀至槽内时，要求槽口宽度相应加多，对遵守、功率因数、温升、扭矩波动以及 NVH 等方面产生一系列影响。为处置这些问题，可能会研究接收磁性槽楔。尽管磁性槽楔在工业电机中有一定利用，但在运转电机中的成果却无意理思。运转电机的使命频率变化极快，若是磁性槽楔在交变磁场中产生感应电势或电流，可能会带来不利影响。不同企业对这一聘用可能存在互异。面前，国内首条 W-pin 坐褥线已认真投产，但其实质成果仍需进一步接收商场考据。

对于通盘电运转系统而言，提高遵守并非单一方面的简单提高。超等硅钢、软磁材料以及非晶合金等材料均为刻下可见的聘用。然而，超等硅钢在商场价钱及产能方面，面前商场的接收度尚显不及。软磁材料与非晶材料在高频电机中推崇出色，但在中低频段或低转速条款下，由于磁足够进程较高（约为 1.5-1.6），磁途经早进入足够景况，对于低速大扭矩的利用场景并不利。然而，在中高转速段，这些材料能带来一些显赫的上风，主要成绩于其较低的损耗。

软磁材料把柄具体需求被细分为多个招牌，其颗粒度大小也有所互异。在国内，这一领域的发展尚不熟谙。软磁材料更适用于轴向磁通电机，因为其成型工艺相对简单，无需复杂的卷绕式冲压工艺，不错平直接收压铸烧结工艺结束。

非晶材料的价钱面前仍然偏高，接近每吨三万至四万元，比较之下，惯例的硅钢（27、25 招牌）价钱仅为大几千元每吨，两者之间存在三至四倍的价钱互异。对于主机厂而言，是否接收这一价钱互异，即每套系统本钱加多一千多元，需把柄各厂家的具体决策而定。导线方面，不管是烧结铜如故利兹线，其主要主张均为虚拟导线损耗、减少温升以及提高遵守。

还有一种值得细心的材料——钴铁合金，其足够磁感应强度极高，实质值可达 2.43T，接近其表面值 2.45T，相较于普通硅钢的 1.8T 掌握，提高了约 30%。这一秉性对于家具的轻量化和微型化联想具有极大的匡助。然而，钴铁合金的价钱相似较高。

在海外，该材料已有一些利用实例，但在国内，关系材料技能尚未皆备熟谙。若是该技能能够熟谙利用，将标记着材料领域的一次突破性杰出。面前硅钢材料的性能已接近其物理极限，难以进一步大幅提高至 2T 以上，而钴铁合金则能松开达到 2.4T 以上，致使通过特殊工艺可达到 2.7T。

刻下，很多贯串工艺接收螺接，但螺接形状会引入斗争电阻。若是斗争电阻较大，可能导致局部热岛气候，对局部散热组成严峻挑战。散热不良的情况下，易发生烧蚀气候。比较之下，焊合工艺能显赫减小斗争电阻，从而灵验遁入热传导风险。

此外，接收高导热材料和优化绝缘材料亦然提高电机性能的关键。绝缘纸的厚度若是能从现存的 0.18 提高至 0.1，以及绝缘漆的导热悉数从 0.28 提高至 0.5 或 0.6，将对电机温度的优化产生极为有益的影响。这些改进旨在虚拟导线的载流密度，进而进一步虚拟电机的温升。

永磁体利用方面，刻下行业内 AH 和 EH 本钱较高，因此深广接收 UH。然而，若是联想决策欠安或冷却系统无法灵验散热，UH 永磁体面对较大的退磁风险。

通过提高绝缘材料的性能以及虚拟导线载流密度的计谋，咱们不错灵验虚拟电机的主要热源——定子的温度，这对于老套电机转子发生退磁气候极为有益。至于冷却形状，天然包括油冷、介入式冷却以及风冷等多种行动，但面前利用最为熟谙且普通的是水油冷却系统。

材料利用方面，咱们探索了定子中取向钢与非取向钢的拼接使用，并已制作出相应的样机进行测试。在转子材料的聘用上，由于刻下电机转速深广较高，杰出 25000 转 / 分钟的电机频繁需要接收碳纤维进行包覆以增强强度。不管是高强度钢如故碳纤维，都加多了电机的制形本钱。因此，是否聘用制造转速杰出 25000 转 / 分钟的电机，各厂家的决策有所不同。若是决定坐褥此类家具，必须确保转子的强度沸腾要求。

面前普通利用的电机多为三相电机，然而三相电机存在一个显赫的残障，即绝缘问题，任何一相的绝缘失效都会导致电机无法普通使命。为了克服这一不毛，咱们里面研发了一款六相电机，况且该电机已被利用于咱们的十三合一边幅中。在通盘家具拓荒历程中，咱们获取了诸多益处，通盘 NVH、扭矩波动、EMC 以及谐波大幅虚拟。此外，功能安全性和 EMC 品级也得到了显赫提高。六相电机还能大幅虚拟轴电压和轴电流，不错减少对轴承，稀奇是陶瓷球轴承的依赖，对本钱章程具有积极影响。天然，各家厂商的聘用可能有所不同，但多相电机无疑是未回电机发展的一个紧迫地点。

在新技能领域，电励磁技能的利用可视为一种革命，其关键在于利用场景的转移。本来利用于直流发电机的技能，现已得胜振荡至汽车领域，良马公司已得胜结束量产，其革命之处在于接收导电刷或无线传感技能为转子绕组提供励磁电流。

另一项值得眷注的技能是夹杂励磁电机，咱们在此边幅上已肯求多项专利，并故意将其推向量产。然而，由于夹杂励磁电机存在双重磁场，章程上头对较大挑战，因此该边幅面前暂缓，咱们起始入辖下手研发了六相运转技能。

此外，多相矢量磁阻电机亦然一项值得探讨的技能。矢量磁阻电机，稀奇是十级和八级转子类型，其结构与开关磁阻电机相似，但实则不同。矢量磁阻电机接收正弦运转，而开关磁阻电机则接收直流章程。咱们可把柄不同的性能需求，联想多圭臬的矢量磁阻电机。

此类电机的转子上无磁钢，仅由铁片组成，其功率密度或扭矩密度相较于永磁电机略低。其上风在于不详了磁钢，带来了显赫的本钱效益。面前，关系家具已在遨游器、机器东说念主重要电机以及物流车电机等领域得到利用。但在乘用车领域，由于其章程方面仍存在疑虑，尚未得到普通实施。

延缓器技能发展分析

延缓器领域，面前的主流联想仍以平行轴延缓器为主。然而，跟着对体积和空间顶住要求的日益提高，同轴式或行星结构的延缓器正渐渐增多。行星结构延缓器有望在异日几年内取代平行轴延缓器。天然行星结构延缓器的本钱不一定更低，但由于其体积减小、材料用量减少，其主要的挑战在于噪声、振动与 NVH 的章程。若是能灵验处置 NVH 问题，或即使 NVH 推崇稍逊，但若能带来空间顶住的优化、分量的减轻或体积的缩小，对整车制造商而言仍将是极具招引力的聘用。

跟着电机转速的握住提高，咱们需要衡量是追求更高的转速，如故仅确保能源性能输出沸腾要求即可。若是不需过分追求高转速，可研究接收多档延缓器决策。多档决策包括两档、三档等，但杰出三档的结构将变得相当复杂。两档延缓器可能存在换档冲击的问题，影响驾乘散逸性，但对于越野车而言，这极少大要并不被过分眷注，因为越野车用户更垂青能源性能。接收多档延缓器不错虚拟电机转速要求，举例将转速章程在 12000 转 / 分钟以内，这有益于材料、扭矩和体积的微型化。然而，多档延缓器的结构会相对复杂一些。

对于热衷于户外驾驶和越野行径的用户而言，若是车辆接收单延缓器或单运转系统，为了应付脱困和自救等场景，限滑差速器或电子差速器显得尤为紧迫。天然，在散布式运转系统中，这一问题可能得到较好的处置，因此无需过多研究。但对于接收前后两台电机的单运转系统家具，尤其口舌轮毂电机运转的系统，这一问题仍需眷注。因为在某些极点情况下，若是一个或多个车轮悬空，车辆如何顺利脱困便成为了一个关键问题，此时差速器的利用便显得尤为紧迫。面前，商场上对于此类家具的需求仍然较为郁勃。

800V 技能属于电控领域的发展界限，刻下其商场浸透率正迟缓提高。在材料聘用上，碳化硅并非独一齐径，氮化镓在某些特定利用场景下相似可算作备选决策。跟着技能的握住杰出，面前已有将硅基材料与碳化硅夹杂使用的作念法，这种作念法既能结束约 60% 至 70% 的性能提高，又能显赫虚拟本钱。

章程器技能发展分析

电控领域的实质利用中，多合一技能主要推崇为板级集成、芯片集成以及软件集成。从硬件架构的角度来看，咱们不错不雅察到物理集成、板级集成以及芯片集成等多种神情。硬件交融是直不雅可见的，而软件交融则隐敝于系统里面。多合一系统对芯片算力提议了较高要求，频繁需要接收多核芯片进行章程。若是接收多个芯片进行技能部署，不仅复杂度高，而且在本钱上并无彰着上风。

章程算法方面，诸如陡坡注入、主动发烧技能等，在行业内已较为常见。咱们也在此基础上进行了一些革命性的探索，其中一项关键技能是双载波自适合技能。该技能旨在最大章程地提高电流的正弦流动，从而灵验减少沟通铜损以及磁钢涡流损耗，同期扼制电机的谐波和振动。这对 NVH、EMC 以及遵守都有所匡助。

咱们还开创了一种轴电压章程算法。该算法无需接收陶瓷球轴承或导电环，即可将轴电压章程在 3V 以内。比较之下，行业内接收陶瓷球轴承和导电环的决策，其测试数据频繁约为 5V。由于该技能的实施需要对底层软件和利用层软件进行大幅移动，因此咱们不敢冒昧将其植入现存软件系统中。不外，咱们所获取的数据标明，在 400V 系统下，轴电压仅为 3V，这一推崇彰着优于行业内其他依赖硬件的处置决策。

对于转子温度估算技能，自旧年以来，行业内对此进行了普通的参谋，咱们也对此进行了深化的探索。这项技能相当复杂，与磁钢的工艺、电板电压的上下以及开关频率等身分都有着密切的关联，，并非简单地通过标定即可结束，而是需要干预大批的使命。

咱们组建了一个小团队，赓续数月对此进行了深化的摸索。咱们发现，若是家具型号不发生变化，该技能尚可应付；但一朝触及家具换型或材料更换，使命将变得非常繁琐。尽管咱们已掌合手这项技能，但在利用方面却极为严慎。因为一朝利用，就意味着需要对算法进行修改，这可能会潜在地给软件带来一些 Bug。天然咱们在技能上进行了诸多探索，但在实质利用上，咱们遥远保持高度的审慎气派。

（以上内容来自合众汽车能源总成总工程师刘平宙于 2024 年 11 月 27 日 -28 日在第五届汽车电运转及关键技能大会发表的《新能源电驱系统发展近况及推测》主题演讲欧洲杯正规(买球)下单平台·中国官方全站。）